（新教材）2021版高中化学人教版必修第一册课件：第4章 第1节 第2课时 元素周期表　核素 .ppt

1、 第四章第四章 物质结构物质结构 元素周期律元素周期律 第一节第一节 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表 第第2课时课时 元素周期表元素周期表 核素核素 学习目标学习目标 核心素养核心素养 1结合原子结构示意图结合原子结构示意图，归纳出元归纳出元 素周期表的编排原则及结构素周期表的编排原则及结构，根据根据 原子序数确定元素在周期表中的位原子序数确定元素在周期表中的位 置置。 2阅读元素周期表的发展阅读元素周期表的发展。 3熟悉熟悉X中各微粒数间的关系中各微粒数间的关系，比比 较元素较元素、核素核素、同位素异同同位素异同。 1通过对通过对“元素周期表元素周期表”的学习的学习， 培养证据推理

2、和模型认知能力培养证据推理和模型认知能力。 2通过对通过对“周期表的发展周期表的发展”的了的了 解解，增强科学探究精神和社会责任增强科学探究精神和社会责任 感感。 3通过对通过对“X”的学习的学习，培养宏观培养宏观 辨识和微观探析能力辨识和微观探析能力。 课前素能奠基课前素能奠基 课堂素能探究课堂素能探究 课堂达标验收课堂达标验收 夯基提能作业夯基提能作业 新课情境呈现新课情境呈现 名师博客呈现名师博客呈现 新课情境呈现新课情境呈现 1869年以前，科学家已经陆续发现了63种元素，这些元素之间似乎没有 任何联系，好像互不相干。 俄国科学家门捷列夫(Dmitry Ivanovich Mendel

3、eev,18341907)在前人工 作的基础上，对元素及其性质进行了系统的研究，他将当时已知的63种 元素依据相对原子质量大小规律进行排列，制成的表格成为现代元素周 期表的雏形。利用周期表，门捷列夫成功预测了当时尚未发现的元素 (镓、钪、锗)。 1913年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产生X射线，发现原子 序数越大，X射线的频率就越高，因此他认为原子核的正电荷数决定了 元素的化学性质，并把元素依照核内正电荷数(即质子数)排列，经过多 年修订后才成为当代的元素周期表。 随着人们对元素地进一步认识，元素周期表得到了完善，现在元素周期 表已经成为人们研究化学、研究物质的一个必备的工具。 在化学

4、学科领域中使用的元素周期表提供的信息更突出了元素的原子结 构信息。 让我们走进教材，充分认识元素周期表和核素。 课前素能奠基课前素能奠基 知识回顾知识回顾 1元素是指原子核内_相同的一类原子的总称。 2原子一般由_、_和_构成，其中 _数等于_数。 3碳原子、氯原子中的质子数分别为_、_，Na、Cl中的电 子数分别为_、_。 4金刚石和石墨、O2和O3互为_。 质子数质子数(核电荷数核电荷数) 质子质子 中子中子 核外电子核外电子 质子质子 核外电子核外电子 6 17 10 18 同素异形体同素异形体 新知预习新知预习 一、元素周期表的编排原则 1元素周期表的出现与演变 诞生诞生 1869年，

5、俄国化学家门捷列夫首制年，俄国化学家门捷列夫首制 编制编制 将元素按照将元素按照相对原子质量相对原子质量 由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素 放在一个纵行放在一个纵行 意义意义 揭示了化学元素间的联系揭示了化学元素间的联系 演变演变 为未知元素留下的空位先后被填满为未知元素留下的空位先后被填满 现行现行 排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数 元元 素素 周周 期期 表表 2原子序数 (1)含义：按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。 (2)原子序数与原子结构的关系： 原子序数核电荷数_。 质子数质子数 原

6、子核外电子数原子核外电子数 二、元素周期表的结构 1编排原则 横行横行 _相同的元素，按原子序数递增的顺序相同的元素，按原子序数递增的顺序 从左到右排列从左到右排列 纵行纵行 最外层电子数相同的元素，按最外层电子数相同的元素，按_递增的递增的 顺序自上而下排列顺序自上而下排列 电子层数电子层数 电子层数电子层数 2元素周期表的结构 7个横行个横行 形成形成 7个个 周期周期 短周期短周期第第_周期周期 长周期长周期第第_周期 周期 _个主族个主族 表表 示示 A，A，A，A， A，A，A _个副族个副族 表表 示示 B，B，B，B， B，B，B _个个 第第族族 位位 置置 第第_纵行纵行 _

7、个个0族族 位位 置置 第第_纵行，最外层电子数是纵行，最外层电子数是 _ He是是_ 一、二、三一、二、三 四、五、六、七四、五、六、七 18个纵行个纵行 形成形成 16 个族个族 7 7 1 8，9，10 1 18 8 2 3常见族的别称 族族 别名别名 第第A族族(除氢外除氢外) 碱金属元素碱金属元素 第第A 卤族元素卤族元素 0族族 稀有气体元素稀有气体元素 4元素周期表中的方格中的符号的意义 三、核素三、核素 1核素核素 把具有一定数目把具有一定数目_和一定数目和一定数目_的一种原子叫做核素。的一种原子叫做核素。 如如 12C、 、13C、14C 就是碳元素的三种不同核素。就是碳元素

8、的三种不同核素。 2同位素同位素 (1)定义：定义： _相同而相同而_不同的同一元素的不同原子互不同的同一元素的不同原子互 称为同位素。即同一元素的不同核素互称为同位素，如称为同位素。即同一元素的不同核素互称为同位素，如1 1H、 、2 1H 和 和3 1H 三种 三种 核素均是氢元素的同位素。核素均是氢元素的同位素。 质子质子 中子中子 质子数质子数 中子数中子数 (2)实例实例氢元素的同位素：氢元素的同位素：1H、2H、3H 氢元素的原子核氢元素的原子核 质子数质子数(Z) 中子数中子数(N) 原子名称原子名称 原子符号原子符号(A ZX) 1 _ 氕氕 _ 1 _ 氘氘 _ 1 _ 氚氚

9、 _ 0 1 1H 1 2 1H 或 或 D 2 3 1H 或 或 T (3)同位素的特征 同一种元素的各种同位素的化学性质_；物理性质略 有差异。 在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之 间保持一定的_，即各种同位素所占的_是相 同的。 几乎完全相同几乎完全相同 比率比率 原子个数百分比原子个数百分比 (4)同位素的用途同位素的用途 14 6C 在考古工作中用于测定文物的年代。 在考古工作中用于测定文物的年代。 2 1H、 、3 1H 用于制造 用于制造_。 利用放射性同位素释放的射线育种利用放射性同位素释放的射线育种、_、诊断和治疗、诊断和治疗 疾病等。疾病等。 氢弹

10、氢弹 给金属探伤给金属探伤 点拨：点拨：1 1H 原子中不含中子。 原子中不含中子。 核素的种类由质子数、中子数共同决定。核素的种类由质子数、中子数共同决定。 预习自测预习自测 1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。 (1)每一周期的最外层电子均是由1个至8个电子 ( ) (2)同周期中元素电子层数一定相同 ( ) (3)同族元素的最外层电子数一定等于族序数 ( ) (4)零族元素的最外层电子数均为8 ( ) (5)每一纵行一定为一族 ( ) (6)元素周期表已发展成一个稳定的形式，它不可能再有新的变化了 ( ) 2元素在周期表中的位置取决于 ( ) A元素的核电荷数 B元素的化合价 C元

11、素原子的电子层数 D元素原子的最外层电子数 解析：由核电荷数和核外电子排布规律能写出原子结构示意图，由示意 图推知电子层数周期数、最外层电子数主族序数，故选A。 A 3下表符号中下表符号中“2”的含义正确的一组是的含义正确的一组是 ( ) 2 1H 2He 2Cl Ca2 A 质量数质量数 中子数中子数 质子数质子数 电荷数电荷数 B 质量数质量数 质子数质子数 原子个数原子个数 电荷数电荷数 C 质子数质子数 中子数中子数 原子个数原子个数 电子数电子数 D 质量数质量数 质子数质子数 中子数中子数 电荷数电荷数 B 解析：解析： 2 1H 中的 中的 2 代表质量数，代表质量数，2He 中

12、的中的 2 代表质子数，代表质子数，2Cl 中的中的 2 代代 表原子个数，表原子个数，Ca2 中的 中的 2 代表电荷数，故选代表电荷数，故选 B。 4. 20 10Ne 是最早发现的氖元素的稳定同位素，汤姆孙 是最早发现的氖元素的稳定同位素，汤姆孙(J.J.Thomson)和和 阿斯通阿斯通(F.W.Aston)在在 1913 年发现了年发现了22 10Ne。下列有关说法正确的是 。下列有关说法正确的是 ( ) A22 10Ne 和 和20 10Ne 是同素异形体 是同素异形体 B22 10Ne 和 和20 10Ne 属于不同的核素 属于不同的核素 C22 10Ne 和 和20 10Ne

13、的性质完全相同 的性质完全相同 D22 10Ne 转变为 转变为20 10Ne 为化学变化 为化学变化 B 解析：解析：22 10Ne 和 和20 10Ne 是同位素原子，不是同素异形体， 是同位素原子，不是同素异形体，A 错；错；22 10Ne 和 和20 10 Ne 是同种元素的不同原子，属不同核素，是同种元素的不同原子，属不同核素，B 正确；正确；22 10Ne 和 和22 10Ne 的化学性 的化学性 质相同，物理性质不同，质相同，物理性质不同，C 错；错； 22 10Ne 转变为 转变为20 10Ne 为原子核内变化，不是化 为原子核内变化，不是化 学变化，学变化，D 错。错。 51

14、5号元素P在周期表中的位置为 ( ) A第二周期第A族 B第二周期第A族 C第三周期第A族 D第三周期第A族 解析：画出15号元素的原子结构示意图，即可确定P元素在周期表中的 位置为第三周期第A族。 D 6下列各表为周期表的一部分(表中数字代表元素的原子序数)，其中正 确的是 ( ) D 解析：A项中2号元素应该位于周期表的最后一列，错误；B项中2号、3 号、4号不应该在同一周期，因为第一周期只有两种元素H和He，错误； C项中6号、12号和24号元素不应在同一主族，因为相邻周期同主族元素 的原子序数之差只可能为2、8、18、32，不存在相差6或12的情况，错 误；D项完全符合元素周期表的排列

15、规则。 课堂素能探究课堂素能探究 问题探究：1869年，俄国化学家门捷列夫给元素设计并建造了个新家 元素周期表，具有相同电子层数的元素被分在了同一个楼层上(同周期)， 具有相似性质的一个家族(同族)的元素分在了同一个单元。你瞧，元素 们正在忙忙碌碌、高高兴兴地搬进新家呢！ 元素周期表的结构及简单应用元素周期表的结构及简单应用 知识点知识点 一一 (1)形成化合物的种类最多的元素是哪一族？ (2)Fe最外层有2个电子，一定位于第A族吗？ 探究提示：1.第A族。第A族中的碳元素形成的化合物的种类最多。 2第A族的元素最外层一定有2个电子，但最外层有2个电子的元素不 一定位于第A族。Fe属于过渡元素

16、。 知识归纳总结： 1强化记忆元素周期表的结构 (1)记忆口诀 横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七已排满。纵列称为族，共 有十六族，一八依次现，一零再一遍。一纵一个族，族搞特殊，三纵 算一族，占去8、9、10。镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属 B族。 (2)列序数与族序数的关系 列序数10，主族和副族的族序数列序数10(0族除外)。 (3)过渡元素 元素周期表中从B到B共10个纵行，包括了第族和全部副族元素， 共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。 2元素周期表的简单应用元素推断 (1)利用元素的位置与原子结构的关系推断。 本方法常用于确定原子序数小于18的元素。 应用

17、关系。 等式一：周期序数电子层数 等式二：主族序数最外层电子数 等式三：原子序数核电荷数质子数核外电子数 实例。实例。 ()X 元素是第二周期第元素是第二周期第A 族元素，则该元素原子有两个电子层，族元素，则该元素原子有两个电子层， 最外层电子数是最外层电子数是 1，即为锂元，即为锂元素。素。 ()Y 元素的原子序数是元素的原子序数是 15，则该元素的原子结构示意图是，则该元素的原子结构示意图是 ，其在周期表中的位置是第三周期第，其在周期表中的位置是第三周期第A 族。族。 (2)利用短周期中族序数与周期数的关系推断。 特殊位置特殊位置 元素元素 族序数等于周期数族序数等于周期数 H、Be、Al

18、 族序数等于周期数的族序数等于周期数的2倍倍 C、S 族序数等于周期数的族序数等于周期数的3倍倍 O 周期数是族序数的周期数是族序数的2倍倍 Li 周期数是族序数的周期数是族序数的3倍倍 Na (3)利用离子电子层结构相同的利用离子电子层结构相同的“阴上阳下阴上阳下”推断具有相同电子层结推断具有相同电子层结 构的离子，如构的离子，如 aX (n 1)、 、bYn 、 、cZ(n 1)、 、dMn 的电子层结构相同，在周期 的电子层结构相同，在周期 表中位置关系为表中位置关系为 cZ dM bY aX 则它们的原子序数关系为：则它们的原子序数关系为：abdc。 3据原子序数确定元素位置的方法稀有

19、气体定位法 (1)比大小定周期 比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小，找出与其相邻近的0族元 素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。 (2)求差值定族数 若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元 素所在周期的下一个周期的A族或A族。 若比相应的0族元素少15时，则应处在同周期的AA族。 若差为其他数，则由相应差数找出相应的族。 点拨：同周期相邻、主族元素的原子序数相差1、11或25。在第2、 3周期中第A族、第A族元素的原子序数差1，在第4、5周期中因第 A族、第A族间存在10种过渡元素，故元素的原子序数差11；第6、7 周期中因第A族、第A族间的过渡元素

20、中存在镧系、锕系，故元素的 原子序数差25。 2019年是元素周期表诞生150周年。关于元素周期表，下列 叙述中不正确的是 ( ) A元素周期表中共有18列，16族 B周期表中的族分为主族、副族、0族和族 C过渡元素全部是副族元素 D主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成 解析：根据元素周期表的结构知共有18列，16族，故A正确；周期表中 的族分为7主族、7副族、0族和族，故B正确；过渡元素是副族和族 元素，故C错误；主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成的，故D 正确。 典例典例 1 C 变式训练1 短周期元素A、B、C在周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素的原 子序数之和是A元素的

21、4倍，则A、B、C是 ( ) ABe、Na、Al BB、Mg、Si CO、P、Cl DC、Al、P 解析：短周期元素A、B、C，设A的原子序数为m，则B、C的原子序数分 别为m81和m81，由题意知(m81)(m81)4m，则m 8，故选C。 C 问题探究： 1质子数相同而中子数不同的微粒一定是同位素吗？ 2同位素在周期表中位于同一位置，那么在周期表中位于同一位置的 元素一定为同位素吗？ 原子结构与微粒数目间的关系原子结构与微粒数目间的关系“四同四同”概念比较概念比较 知识点知识点 二二 探究探究提示：提示：1.不一定，如不一定，如20 10Ne 和 和 H2O 中质子数相同，中子数不同，中质

22、子数相同，中子数不同， 但二者不是同位素。但二者不是同位素。 2不一定。因为同位素的质子数不一定。因为同位素的质子数(原子序数原子序数)相同，所以在周期表中位相同，所以在周期表中位 于同一位置；但在周期表中位于同一位置的镧系和锕系元素，因其质子数于同一位置；但在周期表中位于同一位置的镧系和锕系元素，因其质子数 不同，不属于同种元素，不属于同位素。不同，不属于同种元素，不属于同位素。 知识归纳总结： 1原子的构成微粒及作用 2原子的构成微粒间的数目关系 (1)电中性原子 (2)带电原带电原子子离子的电子数目计算离子的电子数目计算 核外电子核外电子 数计算数计算 阳离子电子数质子数所带电荷数阳离子

23、电子数质子数所带电荷数 阴离子电子数质子数所带电荷数阴离子电子数质子数所带电荷数 3微粒的符号表示微粒的符号表示 A ZX xm n 质量数质子数元素化合价离子所带电荷数原子个数质量数质子数元素化合价离子所带电荷数原子个数 4元素、核素、同位素和同素异形体的区别和联系： (1)区别 名称名称 内容内容 项目项目 元素元素 核素核素 同位素同位素 同素同素 异形体异形体 本质本质 质子数相同的质子数相同的 一类原子一类原子 质子数、中子数质子数、中子数 都一定的原子都一定的原子 质子数相同、中质子数相同、中 子数不同的核素子数不同的核素 同种元素形成的同种元素形成的 不同单质不同单质 范畴范畴

24、同类原子同类原子 原子原子 原子原子 单质单质 特性特性 只有种类，没只有种类，没 有个数有个数 化学反应中的最化学反应中的最 小微粒小微粒 化学性质几乎完化学性质几乎完 全相同全相同 元素相同、性质元素相同、性质 不同不同 决定因素决定因素 质子数质子数 质子数、中子数质子数、中子数 质子数、中子数质子数、中子数 组成元素、结构组成元素、结构 举例举例 H、C、O 三种三种 元素元素 1 1H、 、2 1H、 、3 1H 三种 三种 核素核素 1 1H、 、2 1H、 、3 1H 互称 互称 同位素同位素 O2与与 O3互为同互为同 素异形体素异形体 (2)联系 2同位素的同位素的“六同三不

25、同六同三不同” 中子数不同中子数不同 质量数不同质量数不同 物理性质不同物理性质不同 三三 不不 同同 同同 位位 素素 六六 同同 原子核内质子数相同原子核内质子数相同 核电荷数相同核电荷数相同 原子的核外电子数原子的核外电子数相同相同 属于同一种元素属于同一种元素 在元素周期表中位置相同在元素周期表中位置相同 化学性质基本相同化学性质基本相同 点拨：点拨：同位素、同素异形体的判断和理解同位素、同素异形体的判断和理解 (1)同种元素可以有多种不同的核素， 即可存在不同的原子， 所以元素同种元素可以有多种不同的核素， 即可存在不同的原子， 所以元素 的种类数远小于原子的种类数。的种类数远小于原

26、子的种类数。 (2)1H2、1HD 是由氢元素的不同同位素形成的氢气单质，既不属于同是由氢元素的不同同位素形成的氢气单质，既不属于同 位素，也不属于同素异形体。位素，也不属于同素异形体。 (3)判断某微粒是同位素还是同素异形体， 关键是要确定微粒的类别。 只有判断某微粒是同位素还是同素异形体， 关键是要确定微粒的类别。 只有 原子才可能是同位素，单质才可能是同素异形体。原子才可能是同位素，单质才可能是同素异形体。 典例典例 2 核素是具有一定数目质子和核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。 下一定数目中子的一种原子。 下 列说法错误的是列说法错误的是 ( ) A1 1H、 、2 1H

27、、 、H 和 和 H2是氢元素的四种不同粒子是氢元素的四种不同粒子 B40 20Ca 和 和42 20Ca、石墨和金刚石均为同素异形体 、石墨和金刚石均为同素异形体 C1 1H 和 和2 1H 是不同的核素 是不同的核素 D12C 和和 14C 互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相 互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相 同同 B 解析：解析：A 项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，1 1H 和 和2 1H 是质子 是质子 数均为数均为 1，中子数不等的不同的氢原子，它们是不同的核素，中子数不等的不同的氢原子，它们是不同的核素，12C

28、和和 14C 由于其质子数均为由于其质子数均为 6，而中子数分别为，而中子数分别为 6 和和 8，故它们互为同位素，同理，故它们互为同位素，同理， 40 20Ca 和 和42 20Ca 也互为同位素，其物理性质不同，但化学性质几乎完全相同； 也互为同位素，其物理性质不同，但化学性质几乎完全相同； 金刚石与石墨是由碳元素组成的不同的单质，它们互为同素异形体。金刚石与石墨是由碳元素组成的不同的单质，它们互为同素异形体。 变式训练变式训练 2用用A ZX 表示原子： 表示原子： (1)中性原子的中子数中性原子的中子数 N_。 (2)AXn 共有 共有 x 个电子，则该阳离子的中子数个电子，则该阳离子

29、的中子数 N_。 (3)AXn 共有 共有 x 个电子，则该阴离子的中子数个电子，则该阴离子的中子数 N_。 (4)12C16O2分子中的中子数分子中的中子数 N_。 (5)A2 原子核内有 原子核内有 x 个中子，其质量数为个中子，其质量数为 m，则，则 n g A2 所含电子的物 所含电子的物 质的量为质的量为_。 AZ Axn Axn 22 n mx2 m mol 解析：解析：(1)根据根据“质子数中子数质量数质子数中子数质量数”的关系，得的关系，得 NAZ。 (2)AXn 共有 共有 x 个电子，中性原子个电子，中性原子 X 的电子数为的电子数为 xn，则，则 NAxn。 (3)AX

30、n 共有 共有 x 个电子，中性原子个电子，中性原子 X 的电子数为的电子数为 xn，则，则 NAxn。 (4)12C16O2分子中的中子数为分子中的中子数为68822。 (5)A2 所含电子数为 所含电子数为mx2， 则则 n g A2 所含电子的物质的量为 所含电子的物质的量为n m x2 m mol。 名师博客呈现名师博客呈现 元素周期表小结： (1)元素所在周期序数原子的电子层数；元素所在主族序数原子的最 外层电子数。 (2)族包括四种类型：主族、副族、0族和第族。主族元素在族序数后 面加字母A，如第A族；副族元素在族序数后面加字母B，如第B族。 (3)元素在周期表中的位置包括所在周期

31、和族，二者缺一不可，如硫元素 在元素周期表中位于第三周期第A族。 (4)稀有气体的原子最外层达到8电子(He为2)稳定状态，化学性质相对稳 定，通常很难与其他物质发生化学反应，把它们的化合价定为0，因而 叫做0族。 (5)元素周期表中从第B族到第B族，其中包括了第族，共10个纵列， 全部是金属元素，统称为过渡元素。 (6)为了使元素周期表的结构美观，分别将第六、七周期的各15种元素统 称为镧系元素(5771号)、锕系元素(89103号)，镧系元素和锕系元素 各占一格，并在元素周期表的下方单独列出。 (7)有些族的元素存在别称，如除氢外的第A族：碱金属元素；第A 族：卤族元素；0族：稀有气体元素。 即时训练 2018年9月27日，中国化学会发布IUPAC化学元素周期表(中文版)。如图 是元素周期表的一部分，已知两块阴影中间的3列属于同一族。有关阴 影部分的元素，下列说法正确的是 ( ) A都是主族元素都是主族元素 B都是副族元素都是副族元素 C有有5种副族元素和种副族元素和2种主族元素种主族元素 D有有5种主族元素和种主族元素和2种副族元素种副族元素 B 解析：阴影部分在A与A族之间，被第族隔开，为副族元素，故B 正确。 课堂达标验收课堂达标验收 夯基提能作业夯基提能作业